制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺，属于粉体研磨领域。陶瓷原料的制备按照质量百分比，由如下组分组成：α‑SiC粉75%‑90%,SiO

Process for producing silicon carbide ceramic micro bead

The invention relates to a process for producing silicon carbide ceramic micro beads, belonging to the field of powder grinding. The preparation of ceramic raw materials according to the weight percentage, which comprises the following components: alpha SiC powder 75% 90%, SiO

【技术实现步骤摘要】
制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺
本专利技术涉及粉体研磨领域，详细地讲是一种制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺。
技术介绍
目前，熔融法对陶瓷材料体系下，主要用于碳化钨和硅酸锆材料体系，不能用于碳化硅陶瓷微珠的成型；滚动成型采用“行星式”旋转装置，将粘合剂PVA和陶瓷粉放入特定的旋转盘中，转动得到粒径在0.1mm—2mm的微珠，这种方法工艺简单，但所制备的陶瓷微珠圆度较差，容易出现脱皮和破裂现象；注模成型需要将陶瓷浆料注入模具中，虽然可以克服滚动法带来的空心，分层，致密性差等缺点，提高了产品质量，但是对于1mm以下的陶瓷微珠，生产效率低。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提出一种制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺,该陶瓷微珠具有低密度、高硬度、低摩擦系数，耐磨、自润滑及刚性好等，广泛地用于粉体磨介球。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺，其特征在于：1）陶瓷原料的制备：将陶瓷原料过130目筛后，按照比例配成浆料混合均匀，置于砂磨机中球磨7h，经过喷雾造粒干燥后过筛；其中，所述的陶瓷原料按照质量百分比计，由如下组分组成：α-SiC粉75%-90%SiO２3%-7%Al2O35%-7%TiN0.1%-3%酚醛树脂0.5%-1%HT树脂0.4%-5%油酸0.1%-1%B4C0.9%-1%；2）注浆滚动成型：采用“行星式”旋转装置，在同一个转盘中将粘合剂PVA注入陶瓷原料，利用粘合剂PVA在介质中成球并固化，直接成型致密的粒径在0.1—2mm的坯珠；3）冷等静压：在200兆帕压力下，对填入海绵中的坯珠进行冷等静压，时间2-10分钟；4）脱胶工序：将冷等静压后的坯珠置于脱胶炉中，升温至1200℃时逐渐降温至室温，其中在450℃—1100℃之间保温1小时，12小时可以完成脱胶工序；5）烧结：真空高温烧结炉中，将所得坯珠置于坩埚中，以15℃/min的升温速度进行烧结，其中烧结温度1050～1150℃，烧结时间3～4小时，继续升温至1350℃，其中在1150℃-1350℃保温2-6小时，停止加热，冷却至室温,生产陶瓷微珠坯球；6）研磨抛光：将所得陶瓷微珠坯球进行研磨和抛光生产陶瓷微珠，陶瓷微珠的球度不超过0.08微米，表面粗糙度不超过0.008微米，方法如下：a.粗磨：载荷压力3—20N/珠，所用粗磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为20—100um，金刚石颗粒圆度为0.2—0.6；b.精磨：载荷压力0.5—3N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为1—10um，金刚石颗粒圆度为0.6—0.7；c.抛光磨：载荷压力0.1—0.5N/珠，所用抛光磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为0.01-1um，金刚石颗粒圆度为0.70—0.85。所述的粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂与研磨基质的质量比例均为1：1—1：6，所述研磨基质为水。所述的粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂按质量百分比组成都为：金刚石颗粒25%分散剂70%氧化铈0.5%三聚磷酸钠0.5%硅酸钠3.5%十二烷基磺酸钠0.5%。所述的分散剂为柠檬酸铵。本专利技术的有益效果是，该工艺包括：配方料的制备、碳化硅陶瓷微珠成型、冷等静压、脱胶、烧结和研磨六个步骤。成型步骤；烧结步骤可以实现在常压下烧结碳化硅陶瓷微珠，在真空烧结碳化硅陶瓷微珠；研磨步骤包括各个阶段的研磨剂，含有粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂。这些研磨剂在研磨的各个阶段中配合使用，可达到研磨效率高、对陶瓷体污染少、减少研磨时间的效果。该陶瓷微珠具有低密度、高硬度、低摩擦系数，耐磨、自润滑及刚性好等，广泛地用于粉体磨介球。下面结合实施例对本专利技术进一步说明。具体实施方式实施例一：1）陶瓷原料的制备：将陶瓷原料过130目筛后，按照比例配成浆料混合均匀，置于砂磨机中球磨7h，经过喷雾造粒干燥后过筛；其中，所述的陶瓷原料按照质量百分比计，由如下组分组成：α-SiC粉75%SiO２7%Al2O37%TiN3%酚醛树脂1%HT树脂5%油酸1%B4C1%。2）注浆滚动成型：采用“行星式”旋转装置，在同一个转盘中将粘合剂PVA注入陶瓷原料，利用粘合剂PVA在介质中成球并固化，直接成型致密的粒径在0.1—2mm的坯珠。3）冷等静压：在200兆帕压力下，对填入海绵中的坯珠进行冷等静压，时间2分钟。4）脱胶工序：将冷等静压后的坯珠置于脱胶炉中，升温至1200℃时逐渐降温至室温，其中在450℃—1100℃之间保温1小时，12小时可以完成脱胶工序。5）烧结：真空高温烧结炉中，将所得坯珠置于坩埚中，以15℃/min的升温速度进行烧结，其中烧结温度1050～1150℃，烧结时间3小时，继续升温至1350℃，其中在1150℃-1350℃保温2小时，停止加热，冷却至室温,生产陶瓷微珠坯球。6）研磨抛光：将所得陶瓷微珠坯球进行研磨和抛光生产陶瓷微珠，陶瓷微珠的球度不超过0.08微米，表面粗糙度不超过0.008微米，方法如下：a.粗磨：载荷压力3N/珠，所用粗磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为20um，金刚石颗粒圆度为0.2；b.精磨：载荷压力0.5N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为1um，金刚石颗粒圆度为0.6；c.抛光磨：载荷压力0.1N/珠，所用抛光磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为0.01um，金刚石颗粒圆度为0.70。所述的粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂与研磨基质的质量比例均为1：1，所述研磨基质为水。所述的粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂按质量百分比组成都为：金刚石颗粒25%分散剂70%氧化铈0.5%三聚磷酸钠0.5%硅酸钠3.5%十二烷基磺酸钠0.5%所述的分散剂为柠檬酸铵。实施例二：1）陶瓷原料的制备：将陶瓷原料过130目筛后，按照比例配成浆料混合均匀，置于砂磨机中球磨7h，经过喷雾造粒干燥后过筛；其中，所述的陶瓷原料按照质量百分比计，由如下组分组成：α-SiC粉90%SiO２3%Al2O35%TiN0.1%酚醛树脂0.5%HT树脂0.4%油酸0.1%B4C0.9%。2）注浆滚动成型：采用“行星式”旋转装置，在同一个转盘中将粘合剂PVA注入陶瓷原料，利用粘合剂PVA在介质中成球并固化，直接成型致密的粒径在0.1—2mm的坯珠。3）冷等静压：在200兆帕压力下，对填入海绵中的坯珠进行冷等静压，时间10分钟。4）脱胶工序：将冷等静压后的坯珠置于脱胶炉中，升温至1200℃时逐渐降温至室温，其中在450℃—1100℃之间保温1小时，12小时可以完成脱胶工序。5）烧结：真空高温烧结炉中，将所得坯珠置于坩埚中，以15℃/min的升温速度进行烧结，其中烧结温度1050～1150℃，烧结时间4小时，继续升温至1350℃，其中在1150℃-1350℃保温6小时，停止加热，冷却至室温,生产陶瓷微珠坯球。6）研磨抛光：将所得陶瓷微珠坯球进行研磨和抛光生产陶瓷微珠，陶瓷微珠的球度不超过0.08微米，表面粗糙度不超过0.008微米，方法如下：a.粗磨：载荷压力20N/珠，所用粗磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为100um，金刚石颗粒圆度为0.6；b.精磨：载荷压力3N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为10um，金刚石颗粒圆度为0.7；c.抛光磨：载荷压力0.5N/珠，所用抛光磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺，其特征在于：1）陶瓷原料的制备：将陶瓷原料过130目筛后，按照比例配成浆料混合均匀，置于砂磨机中球磨7h，经过喷雾造粒干燥后过筛；其中，所述的陶瓷原料按照质量百分比计，由如下组分组成：α‑SiC粉                       75%‑90% SiO

【技术特征摘要】
1.一种制作碳化硅陶瓷微珠的生产工艺，其特征在于：1）陶瓷原料的制备：将陶瓷原料过130目筛后，按照比例配成浆料混合均匀，置于砂磨机中球磨7h，经过喷雾造粒干燥后过筛；其中，所述的陶瓷原料按照质量百分比计，由如下组分组成：α-SiC粉75%-90%SiO２3%-7%Al2O35%-7%TiN0.1%-3%酚醛树脂0.5%-1%HT树脂0.4%-5%油酸0.1%-1%B4C0.9%-1%；2）注浆滚动成型：采用“行星式”旋转装置，在同一个转盘中将粘合剂PVA注入陶瓷原料，利用粘合剂PVA在介质中成球并固化，直接成型致密的粒径在0.1—2mm的坯珠；3）冷等静压：在200兆帕压力下，对填入海绵中的坯珠进行冷等静压，时间2-10分钟；4）脱胶工序：将冷等静压后的坯珠置于脱胶炉中，升温至1200℃时逐渐降温至室温，其中在450℃—1100℃之间保温1小时，12小时可以完成脱胶工序；5）烧结：真空高温烧结炉中，将所得坯珠置于坩埚中，以15℃/min的升温速度进行烧结，其中烧结温度1050～1150℃，烧结时间3～4小时，继续升温至1350℃，其中在1150℃-1350℃保温2-6小时，停止加热，冷却至室温,生产陶瓷微珠坯球；6）研磨抛光...

【专利技术属性】
技术研发人员：于利学，李正闯，于娜，倪赫隆，
申请(专利权)人：威海圆环先进陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37